KR20040086658A - 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비상시의 수동작동을 위한 별도의 전환장치가 필요 없는 동시에 간단한 구조로 이루어져 제작비용을 절감할 수 있도록 된 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 그 벽체(110)에 작동유체가 유출입되는 제1 및 제2유체통로(103, 104)가 서로 다른 경로를 이루도록 형성된 실린더(100)와, 이 실린더(100)의 내부에 그 양측 공간이 상기 제1유체통로(103)를 통해 외부와 연통되는 제1공간부(101) 및 상기 제2유체통로(104)를 통해 외부와 연통되는 제2공간부(102)로 구획되도록 전후진 가능하게 설치되어 상기 제1 및 제2유체통로(104)를 통한 작동유체의 공급방향에 따라 전후진되는 적어도 하나의 피스톤(160)과, 이 피스톤(160)의 일측에 연결 설치되어 피스톤(160)의 전후진력을 외부로 전달하는 동력전달기구(120, 130, 140)를 포함하는 액츄에이터에 있어서, 상기 실린더(100)의 벽체(110)에는 상기 제1공간부(101)와 제2공간부(102)를 서로 연통시키는 연결통로(210)가 형성되며, 이 연결통로(210)의 일측에는 교차되는 방향으로 결합공(212)이 형성되고, 이 결합공(212)에는 상기 연결통로(210)를 개폐시키는 스크류 밸브(220)가 나사결합된 것을 특징으로 하는 액츄에이터가 제공된다.

Description

액츄에이터 {Actuator}
본 발명은 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비상시의 수동작동을 위한 별도의 전환장치가 필요 없는 동시에 간단한 구조로 이루어져 제작비용을 절감할 수 있도록 된 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 액츄에이터는 소정 장치에 연결 설치되어 공압이나 유압에 의해 발생된 전후진력 또는 회전력을 상기 장치의 구동부에 제공하는 것으로, 본 발명의 액츄에이터는 유압 액츄에이터와 공압 액츄에이터에 모두 적용되는 것이나, 이하의 설명에서는 편의상 공압 액츄에이터를 기준으로 설명한다.
도 1은 종래의 액츄에이터의 일례로써, 회전식 밸브의 작동을 위해 사용되는 공압식 액츄에이터를 도시한 것으로, 도시된 액츄에이터는 실린더(100)의 내부 양측에 한 쌍의 피스톤(160)이 설치되고, 양측 피스톤(160)의 사이에는 랙(120)과 종동기어(130)를 매개로 피스톤(160)의 전후진에 따라 양방향으로 회전되는 회전축(140)이 설치되며, 상기 실린더(100)의 벽체에는 피스톤(160) 사이의 공간부(101)를 외부와 연통시키는 제1공기통로(103) 및 양측의 피스톤(160) 외측 공간부(102)를 외부와 연통시키는 제2공기통로(104)가 형성되어, 이 제1 및 제2공기통로(103, 104)를 통한 압축공기의 공급 방향에 따라 양측 피스톤(160)이 서로 대향되는 방향으로 전후진되어 상기 회전축(140)에 연결되는 밸브를 개폐동작시킬수 있도록 구성된다. 이때, 외부의 압축기(10)로부터 상기 실린더(100)로 압축공기를 공급하는 공압관로(11, 12)에는 방향전환 솔레노이드 밸브(20)가 설치되어 상기 제1공기통로(103) 및 제2공기통로(104) 중에서 어느 하나를 통해서는 공기의 유입이, 다른 하나를 통해서는 공기의 배출이 선택적으로 이루어지게 된다.
그런데, 정전이 되거나 사용자의 필요에 의해 전원을 차단하여 상기 솔레노이드 밸브(20)가 작동되지 않는 경우에는 상기 피스톤(160)에 연결된 지지로드(150)를 전후진시켜 수동으로 동작시켜야 하는데, 이때, 상기 솔레노이드 밸브(20)는 중립상태가 되므로, 상기 실린더(100) 내의 압축공기가 드레인될 수 없어 양측 피스톤(160)이 어느 방향으로도 전후진되기 힘든 상태가 된다. 이에 따라, 종래에는 솔레노이드 밸브(20)와 액츄에이터 사이의 공압관로(11, 12) 상에, 도시된 바와 같이 방향전환 볼밸브(31) 및 연통관로(32)가 구비된 별도의 전환장치(30)를 설치하여 액츄에이터의 수동작동이 원활하게 이루어지도록 하였다. 즉, 평상시에는 상기 전환장치(30)의 볼밸브(31)에 의해 연통관로(32)가 차단되어 솔레노이드 밸브(20)의 작동에 따라 피스톤(160)이 왕복되고, 상기 솔레노이드 밸브(20)에 전원이 차단될 경우에는 상기 볼밸브(31)가 개방동작되어 연통관로(32)를 통해 액츄에이터의 제1공기통로(103)와 제2공기통로(104)가 서로 연통됨에 따라 피스톤(160)에 작용되는 공기의 압력을 해제시킬 수 있게 되는 것이다.
따라서, 종래의 액츄에이터는 상기와 같은 별도의 전환장치(30)가 필수적일 수밖에 없었고, 이는 액츄에이터의 구조를 복잡하게 하고 제작비용을 증가시키는 원인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 이루어지면서도 비상시의 수동작동을 위한 별도의 전환장치가 필요 없도록 하여 제작비용을 절감할 수 있도록 된 액츄에이터를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 액츄에이터를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터의 일실시예를 도시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터의 다른 실시예를 도시한 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 실린더 101 : 제1공간부
102 : 제2공간부 103 : 제1유체통로
104 : 제2유체통로 120 : 랙
130 : 종동기어 140 : 회전축
160 : 피스톤 210 : 연결통로
220 : 스크류 밸브
본 발명에 따르면, 그 벽체(110)에 작동유체가 유출입되는 제1 및 제2유체통로(103, 104)가 서로 다른 경로를 이루도록 형성된 실린더(100)와, 이 실린더(100)의 내부에 그 양측 공간이 상기 제1유체통로(103)를 통해 외부와 연통되는 제1공간부(101) 및 상기 제2유체통로(104)를 통해 외부와 연통되는 제2공간부(102)로 구획되도록 전후진 가능하게 설치되어 상기 제1 및 제2유체통로(104)를 통한 작동유체의 공급방향에 따라 전후진되는 적어도 하나의 피스톤(160)과, 이 피스톤(160)의 일측에 연결 설치되어 피스톤(160)의 전후진력을 외부로 전달하는 동력전달기구(120, 130, 140)를 포함하는 액츄에이터에 있어서, 상기 실린더(100)의 벽체(110)에는 상기 제1공간부(101)와 제2공간부(102)를 서로 연통시키는 연결통로(210)가 형성되며, 이 연결통로(210)의 일측에는 교차되는 방향으로 결합공(212)이 형성되고, 이 결합공(212)에는 상기 연결통로(210)를 개폐시키는 스크류 밸브(220)가 나사결합된 것을 특징으로 하는 액츄에이터가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 연결통로(210)는 그 양측이 상기 제1유체통로(103) 및 제2유체통로(104)에 직접 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액츄에이터가 제공된다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터의 일실시예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 액츄에이터는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 작동유체가 공급되는 실린더(100)와, 이 실린더(100)의 내부 양측에 소정 간격 이격되어 왕복 가능하게 대향 설치된 한 쌍의 피스톤(160)과, 이 피스톤(160)에 연결 설치되어 서로 마주하는 방향으로 전후진되는 랙(120)과, 이 랙(120)과 치합되도록 상기 실린더(100)의 내부에 회전 가능하게 장착된 종동기어(130)와, 이 종동기어(130)의 중심부에 연결되도록 상기 실린더(100)의 벽체(110) 일측에 회전 가능하게 설치된 회전축(140)으로 구성되며, 상기 실린더(100)에는 외부의 압축기(10)에 연결된 공압관로(11, 12)가 연결 설치되고, 이 공압관로(11, 12)에는 방향전환 솔레노이드 밸브(20)가 설치된다.
본 실시예에서, 상기 실린더(100)의 내부 공간은 상기 피스톤(160)에 의해 양측 피스톤(160) 사이의 내측 공간부(101)(이하, 제1공간부라 칭함) 및 양측 피스톤(160)과 실린더(100) 내벽면 사이의 외측 공간부(102)(이하, 제2공간부라 칭함)로 구획되며, 이 실린더(100)의 벽체(110)에는 상기 제1공간부(101)를 외부와 연통시키는 제1유체통로(103) 및 상기 제2공간부(102)를 외부와 연통시키는 제2유체통로(104)가 형성된다. 또한, 상기 솔레노이드 밸브(20)와 연결된 두 개의 공압관로(11, 12)는 각각 상기 제1유체통로(103) 및 제2유체통로(104)의 외부측 입구에 니플(107, 108)을 매개로 연결 설치되어 솔레노이드 밸브(20)의 작동에 따라 상기 압축기(10)에 의해 압축된 공기가 실린더(100)의 제1공간부(101) 및 제2공간부(102)에 선택적으로 공급되도록 구성된다.
또한, 상기 실린더 벽체(110)의 제1유체통로(103) 및 제2유체통로(104)가 형성된 반대측에는 상기 제1공간부(101)와 제2공간부(102)를 연통시키는 연결통로(210)가 형성되며, 이 연결통로(210)의 일측에는 교차되는 방향으로 외부에 노출된 결합공(212)이 형성되고, 이 결합공(212)에는 스크류 밸브(220)가 나사결합되어 이 스크류 밸브(220)의 전후진에 따라 제1공간부(101)와 제2공간부(102)가 서로 연통되거나 차단되도록 구성된다.
상기 피스톤(160)은 각각 실린더 벽체(110)의 길이방향 양측에 관통 결합된 지지로드(150)에 의해 지지되며, 상기 랙(120)은 양측 피스톤(160)의 마주하는 대향면에 그 치형부가 마주하도록 소정 간격 이격되어 대향 설치된다. 이에 따라, 상기 피스톤(160)이 전후진되면 상기 종동기어(130)가 양방향으로 회전되어 상기 회전축(140)을 통해 연결된 외부의 밸브 등을 회전동작시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 액츄에이터의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
평상시, 즉 전원이 인가된 상태에서는 상기 스크류 밸브(220)를 전진 삽입하여 연결통로(210)를 차단한다. 이렇게 하면, 상기 실린더(100)의 제1공간부(101)와 제2공간부(102)가 서로 차단된 별개의 공간이 되어 솔레노이드 밸브(20)의 작동에 따라 제1공간부(101) 또는 제2공간부(102)에 선택적으로 압축공기의 공급이 이루어지게 되고, 이에 따른 피스톤(160)의 전후진력에 의해 랙(120)과 맞물린 종동기어(130)가 회전하게 되어 회전축(140)의 회전동력을 외부에 연결된 소정 장치에 전달할 수 있게 된다. 일례로 상기 회전축(140)이 관로에 설치된 회전식 밸브에 연결된 경우에는 상기 솔레노이드 밸브(20)에 입력되는 제어 신호에 따라 밸브의 개폐가 이루어지고 그 개폐 정도 역시 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 정상 작동 하던 중에, 정전이 되거나 사용자의 필요에 의해 상기 솔레노이드 밸브(20)의 전원이 차단되면, 상기 연결통로(210)가 개방되도록 상기 스크류 밸브(220)를 후진시켜 상기 제1공간부(101)와 제2공간부(102) 간의 공기가 서로 소통되도록 한다. 이렇게 하면, 상기 지지로드(150)를 밀거나 당겨 피스톤(160)을 전후진시킬 때, 제1공간부(101) 또는 제2공간부(102)에 충전된 공기가 상기 연결통로(210)를 통해 서로 반대측으로 드레인 될 수 있게 되므로, 상기 회전축(140)을 용이하게 수동으로 회전시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 실린더 벽체(110)에 연결통로(210)를 형성하고, 이 연결통로(210)의 개폐를 위해 스크류 밸브(220)를 장착하는 간단한 구성으로 상기 회전축(140)에 연결된 외부 장치를 용이하게 수동 동작시킬 수 있으므로, 종래에 사용되었던 복잡하고 고가인 별도의 전환장치가 필요 없어 액츄에이터의 구조를 간단하게 할 수 있고 제작비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 상기 실린더(100)에 두 개의 피스톤(160)이 내장되어 상기 제2공간부(102)가 서로 연통되는 2개의 공간으로 이루어진 것을 예시적으로 설명하였으나, 상기 제1공간부(101) 및 제2공간부(102)는 외부로부터 공급되는 작동유체의 유입 또는 유출 방향에 따른 구분 일 뿐 그 위치 및 개수는 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 통상의 액츄에이터와 동일하게 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 상기 피스톤(160)의 전후진력을 외부의 구동장치에 전달하기 위한 동력전달수단이 랙(120)과 종동기어(130)로 구성된 것을 예시하였으나, 이는 일반적인 동력전달수단의 일례를 제시한 것으로, 상기 피스톤(160)의 직선 왕복운동을 회전력으로 전환하거나 직선 왕복력 그대로 외부에 전달하는 통상의 액츄에이터에 본 발명이 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다.
또한, 본 발명의 액츄에이터에서, 상기 연결통로(210)는 실린더(100)의 제1공간부(101)와 제2공간부(102)을 연통시키 위한 수단으로써, 그 위치 및 형태는 전술한 실시예와 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서와 같이, 상기 연결통로(210)를 그 양측이 상기 제1유체통로(103) 및 제2유체통로(104)에 직접 연결되도록 형성하여 스크류 밸브(220)에 의한 연결통로(210)의 차단 및 개방을 통해 실린더(100)의 제1공간부(101)와 제2공간부(102)가 서로 연통되거나 차단되도록 구성할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기연결통로(210)의 길이를 상대적으로 짧게 할 수 있으므로, 실린더(100)의 제작이 보다 용이해지는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 실린더 벽체(110)에 연결통로(210)를 형성하고, 이 연결통로(210)의 개폐를 위해 스크류 밸브(220)를 장착하는 간단한 구조로 회전축(140)에 연결된 외부 장치를 용이하게 수동 동작시킬 수 있도록 구성함으로써, 종래에 사용되었던 복잡하고 고가인 별도의 전환장치가 필요 없어 액츄에이터의 제작비용을 현저하게 절감할 수 있도록 된 액츄에이터를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 그 벽체(110)에 작동유체가 유출입되는 제1 및 제2유체통로(103, 104)가 서로 다른 경로를 이루도록 형성된 실린더(100)와, 이 실린더(100)의 내부에 그 양측 공간이 상기 제1유체통로(103)를 통해 외부와 연통되는 제1공간부(101) 및 상기 제2유체통로(104)를 통해 외부와 연통되는 제2공간부(102)로 구획되도록 전후진 가능하게 설치되어 상기 제1 및 제2유체통로(104)를 통한 작동유체의 공급방향에 따라 전후진되는 적어도 하나의 피스톤(160)과, 이 피스톤(160)의 일측에 연결 설치되어 피스톤(160)의 전후진력을 외부로 전달하는 동력전달기구(120, 130, 140)를 포함하는 액츄에이터에 있어서, 상기 실린더(100)의 벽체(110)에는 상기 제1공간부(101)와 제2공간부(102)를 서로 연통시키는 연결통로(210)가 형성되며, 이 연결통로(210)의 일측에는 교차되는 방향으로 결합공(212)이 형성되고, 이 결합공(212)에는 상기 연결통로(210)를 개폐시키는 스크류 밸브(220)가 나사결합된 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연결통로(210)는 그 양측이 상기 제1유체통로(103) 및 제2유체통로(104)에 직접 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
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